基于混沌细胞自动机的图像加密算法

提出了基于耦合混沌和触发细胞自动机的图像加密算法。首先用耦合混沌系统对图像进行加密,然后用耦合二维细胞自动机再次加密,最后用混沌序列对图像进行置乱。加密过程中同时运用了分组加密和流加密方法。仿真实验结果表明,该加密算法实现简单,扩散和混淆效果比较理想,有较强的抗攻击能力,具有良好的加密效果。     

基于混沌序列密码的算法分析与实现

为获得一种基于混沌序列的图像加密算法,提出混沌序列对称加密算法对数字图像进行加密。设计了基于Logistic映射模型的混沌序列对称加密算法,实现对数字图像的混沌加密及解密。实验结果证明,算法简单易行,安全性好。     

结合超混沌序列和移位密码的数字图像加密算法

为了实现对数字图像信息的有效保护和提高加密图像的抗噪声攻击等能力,提出基于超混沌序列和移位密码的数字图像加密算法.首先对Chen超混沌序列进行改进,使Chen超混沌序列的随机性能提高;然后用改进的Chen超混沌序列的一个序列加密像素位置,利用移位密码结合另外的序列对像素值进行扩散和混淆,从而实现像素位置和像素值双重加密.理论分析与实验结果表明,该算法具有较好的加密效果和较强的抗剪切攻击能力,并且可以抵御穷举攻击和统计分析攻击;与基于异或XOR操作的加密算法相比,具有更强的抗噪声和抗JPEG压缩攻击能力,可以将加密图像以JPEG格式保存和传输.     

一种新的基于超混沌映射的图像融合加密算法

为了提高图像加密算法的安全性和加密效率,提出一种新的基于超混沌映射的图像融合加密算法。首先,利用Chen超混沌系统产生四条混沌序列,并对这四条混沌序列进行取小数部分、矩阵相乘及取索引值等变形处理;然后分别利用变形后的混沌序列对原始图像和密钥图像进行像素的位置置乱,接着用交换位平面和按位取反操作来扰乱其像素值;最后,执行加运算可得到加密图像。置乱程度和安全性分析表明,该图像融合加密算法具有较好的加密效果,较大的密钥空间和较强的密钥灵敏性,且可抗抵抗穷举攻击和统计攻击。     

基于三维混沌系统的图像加密算法

为了改进图像加密算法的安全性和效率,提出了一种基于三维混沌系统和位运算的数字图像加密算法,利用三维混沌序列的坐标分量分别产生置换序列和二值序列,在对待加密图像进行预处理的基础上,先应用混沌置换序列对预处理的结果图像进行基于灰度值位序列的置换操作,然后再应用产生的二值序列对结果图像的灰度值位序列进行位异或加密运算。实验结果表明,该算法具有良好的安全性和加密效果。     

一种新的基于双混沌系统的图像加密方案

提出了一种新的基于双混沌系统的图像加密方案。把Chen’s系统和Logistic映射结合起来产生随机性更加良好的三维混沌密钥序列,并从密钥序列中通过采样提取出新的用于加密的序列。提出了图像置乱算法和替代加密算法,利用Logistic映射产生的一维混沌序列来实现像素位置的置乱,像素值加密算法采用按分组进行加密和二次加密来对像素值进行加密。通过实验测试表明：算法具有良好的像素值混淆和扩散性能,有较强的抗统计攻击的能力和足够大的密钥空间,加密图像像素值具有类随机均匀分布特性,且相邻像素具有零相关特性。这些结果表明了所提出方案有很高的安全性。     

基于改进Logistic映射的混沌图像加密算法

经典Logistic映射存在系统参数范围受限、混沌序列分布不均等问题。对Logistic映射进行改进并将其应用于图像加密中,设计一种置乱与扩散同时操作的图像加密算法。对经典Logistic映射增加模运算并对其所生成序列进行二进制比特重排,利用改进Logistic映射生成具有更好混沌特性的伪随机序列并用于加密系统的置乱和扩散阶段。将所生成的伪随机矩阵与明文图像矩阵进行异或操作以实现明文图像预加密。在此基础上,采取置乱与扩散同时操作的策略以置乱和扩散预加密后的图像从而得到密文图像。安全性分析及实验结果表明,该算法具有良好的加密性能和安全性,可以抵抗暴力攻击、差分攻击等常见攻击。     

基于超混沌序列的Feistel结构图像加密算法

为了更好地将传统的Feistel加密结构应用在图像加密中,将加密与混沌系统结合起来,在混沌图像加密的基础上,提出了一种基于超混沌序列和Feistel结构的图像加密算法。首先应用Kawakami映射产生的混沌预处理加密序列,对图像进行预处理加密;然后将Logistic映射生成的初始值代入Hyperhenon映射产生加密序列,由产生的混沌加密序列作为Feistel加密结构的S盒;最后,利用Feistel结构对图像进行加密。仿真加密算法的同时对算法的加密效果和安全性进行了分析,实验结果表明,该算法具有较高的稳定性、安全性和加密效率。     

基于蔡氏电路混沌系统的图像加密方法

鉴于低维混沌加密存在密钥空间相对较小的局限性,基于三维蔡氏电路混沌系统的图像空域置乱加密方法可避免该局限性.利用产生的混沌序列,经过预处理生成置乱索引矩阵用于图像加密.该方案密钥敏感性高,可实现多幅图像的并行加密,是一种具有较高的安全性,加密效率高,且易于实现的图像加密算法.     

一种新的基于超混沌映射的彩色图像加密算法

为了提高图像加密算法的安全性,提出一种新的基于超混沌映射的图像加密算法。首先,将彩色图像分解成三个通道分别是R、G、B,然后利用Chen超混沌系统产生的4条混沌序列对每个通道的像素位置进行置乱;接着以4条混沌序列为基础条件对每个通道进行位平面置换和按位取反操作来实现像素值的扰乱,最后重组位平面及3个颜色通道即可获得加密图像。模拟仿真和安全性分析表明,提出的图像加密算法加密效果较好,具有较大的密钥空间、对密钥具有较强的灵敏性,并且可以抵抗穷举攻击以及统计攻击。     

自适应分块的医学图像混沌加解密算法

针对现有基于混沌的医学图像加密算法未考虑图像纹理特征的不足,提出了一种自适应分块的医学图像混沌加解密算法。首先利用2D Sine Logistic混沌系统生成两个具有良好混沌特性的安全序列;然后将图像分成固定尺寸的图像块,并计算图像块的最大像素差和方差,根据设定的阈值将图像块划分成纹理平滑块和纹理复杂块;最后利用混沌序列1对平滑块进行密文反馈加密,利用混沌序列2对复杂块进行明文反馈加密,得到加密后的图像。算法有效地考虑了图像块的纹理特性,优化了混沌加密算法,提高了医学图像的加解密效率。实验仿真结果表明,提出的算法具有高的安全性和加解密效率,相比现有方法加解密速度提高1倍左右。算法适用于大数据量的医学图像实时加解密。     

一种高效的自适应彩色图像加密算法

将自适应的灰度图像加密算法引入彩色图像加密中,针对其安全性不理想和效率低等问题,采用耦合映像格子及AMS变换进行改进,设计一种新的自适应彩色图像加密算法。理论分析和仿真实验表明该加密算法操作简单、运算速度快、安全性高,能够在实际的并行计算平台上使用。     

A Reconfigurable Logic-Based Processor for the SCAN Image and Video Encryption Algorithm

This paper presents a detailed architecture and a reconfigurable logic based hardware design of the SCAN algorithm. This architecture can be used to encrypt high resolution images in real-time. Although the SCAN algorithm is a block cipher algorithm with arbitrarily large blocks, the present design is for 64×64 pixel blocks in order to provide real-time image encryption throughput. The architecture was initially targeted at the Xilinx XCV-1000 FPGA, for which design and performance results are presented in the paper.     

基于时空混沌和小波变换的图像加密算法

本文提出一种基于时空混沌系统的图像加密算法。首先对明文图像进行Zigzag方式扫描置乱,再对置乱后的图像分块;然后用Logistic混沌系统生成的伪随机序列对其进行置乱,置乱结束后对其进行整数小波变换,利用基于耦合映像格子CML的混沌系统生成三个伪随机序列对低频小波系数进行置乱操作,同时对低频小波系数进行扩散,然后进行整数小波逆变换;最后再由基于CML的混沌系统生成两个伪随机序列对图像像素值进行扩散操作,得到最终的加密图像。经测试,该算法具有良好的加密性能,可以有效抵挡差分、明文等攻击。     

基于超混沌系统的位级自适应彩色图像加密新算法

提出一种采用超混沌系统的自适应彩色图像加密算法,在位级进行加密。首先利用陈氏超混沌系统产生的混沌序列对原始彩色图像的R、G、B分量图像进行置乱和扩散,采用自适应加密方法,用高四位的二值图像信息去加密低四位,再用加密后的低四位信息去加密高四位;接着将加密后的三基色分量图像横向排列组合联合加密,降低了三基色分量之间的相关性。加密算法使得密文与明文、密钥之间的关系复杂化,部分密钥依赖于明文,使得算法对明文敏感。对密钥空间、密钥敏感性、直方图、相关性、信息熵、明文敏感性进行测试和分析,结果证明了加密算法安全有效,在图像保密通信中具有较大的应用潜力。     

基于混沌和Walsh变换的二值图像加密算法

提出一种基于混沌映射和Walsh变换的二值图像加密算法。首先对二值图像进行混沌加密,再对混沌加密后的图像用Walsh变换进行置乱,实现图像信息的高强度加密。运用Walsh变换可以在很大程度上节约计算时间。仿真实验结果表明,混沌序列与Walsh变换相结合的方法加密强度高,计算时间短。     

基于双重混沌映射的图像加密算法

提出了一种双重混沌的图像加密算法。算法采用Logistic混沌映射和Lorenz混沌系统对图像进行加密。算法首先利用Logistic映射对图像的像素进行置乱,达到改变图像像素点的位置,再运用Lorenz混沌系统对Logistic加密后的图像进行二次加密来改变图像的像素值以达到双重加密的效果。仿真实验表明,该算法具有可行性、执行速度快、密钥量大和加密效果好的优点。     

采用交叉耦合混沌系统的加密数字图像

提出了一种基于交叉耦合的“新虫口模型”的图像加密算法。利用这种交叉耦合混沌系统同时生成两组混沌序列,并用其中一组来置乱图像,另外一组改变像素灰度值进行加密。这种使用单一耦合混沌系统同时置乱和加密的算法,有别于目前用一个混沌系统置乱、用另一个混沌系统加密图像的主流算法,提出了一种改进的混沌加密图像思路。仿真结果和安全分析表明该算法扩大了密钥空间,具有较高的安全性能和较低的时间复杂度。     

A watermarking algorithm in encrypted image based on compressive sensing with high quality image reconstruction and watermark performance

In this paper, we propose a new digital watermarking algorithm in encrypted image based on compressive sensing measurements and 2-D discrete wavelet transform (DWT). Firstly, we process the original image through 2-D DWT to highlight the important part and unimportant part. For the important LL2 coefficient, before encrypting it by the traditional stream cipher, we divide it into blocks, and mark the blocks to get a sequence as the watermark position key. For other wavelet coefficients, we select two different compressive sensing measurement matrices to simultaneously encrypt and compress them, respectively. Then we embed a watermark into the high frequency coefficient measurements except HH1 section based on the watermark position key. Finally, the watermarked image is scrambled to enhance the security. In this algorithm, compressive sensing is adopted for compression and encryption, and watermark is embedded in the measurements values. It can not only increase the watermark embedding capacity and robustness, but also utilize the reconstruction characteristic of compressive sensing to get higher-quality recovered image. The experimental results verify the validity and the reliability of the proposed algorithm.     

基于单一像素值改变的图像置乱新算法

针对数字图像传输的安全问题,提出一种基于单一像素值改变的图像置乱新算法,该算法将密码学中维吉尼亚加密算法进行修正,使之能够应用于数字图像的加密。实验结果表明,该算法加密的图像安全性高,与传统的基于单一像素值改变的置乱算法相比较,具有更好的抗噪声性能,该算法具有很高的灵活性,其加密图像的置乱程度与工作密钥的选择具有密切的关系,并且适合加密任意尺寸的数字图像。以上优越性使得该算法更能适合于数字图像的网络传输过程,以及其他对数字图像安全有较高要求的领域。